Circuitos integrados encendidos con valores aleatorios

He estado creando prototipos de un circuito para un proyecto universitario de primer año de ingeniería y me he encontrado con algunos problemas con una sección del circuito que realmente me ha dejado perplejo.

Básicamente, el flip flop y los contadores de décadas que tengo a veces se encienden con valores aleatorios, no con los valores predeterminados. Según tengo entendido, el flip flop debe comenzar con Q = BAJO y los contadores de décadas deben tener Q0 = ALTO, pero esto sucede solo ocasionalmente. Intenté poner un condensador en la línea de reinicio que sale del contador derecho, conectándolo a VCC, pero eso parece congelar el contador por alguna razón.

No tengo demasiada experiencia con los circuitos integrados, por lo que no estoy seguro de si los estoy dañando o tratando de extraer demasiada corriente de ellos mediante el uso de diodos. Tampoco estoy seguro de si es importante tener las resistencias desplegables que tengo, o si debería tenerlas en cada chip. Si alguien pudiera explicar lo que estoy haciendo mal, o lo que puede causar valores aleatorios en el encendido, sería realmente útil, porque estoy completamente perplejo.

EDITAR: Gracias a todos por su ayuda y respuestas a mi problema. Parece que, al menos con estos chips específicos, mi suposición de que tenían un estado de encendido predeterminado era incorrecta, y que necesito implementar un pulso de reinicio que aumenta cuando enciendo mi circuito por primera vez, usando una resistencia y un condensador. . Gracias de nuevo por todo su apoyo y consejos.

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¿Cuáles son sus valores predeterminados y de dónde obtuvo esa información?
De la teoría que hemos hecho en las conferencias, siempre parecía que el flip flop comenzaría con Q = BAJO y no con Q = ALTO y Q0 = ALTO en los contadores de décadas. No he visto explícitamente en ninguna parte que comiencen, ¿se supone que es incorrecto? Intenté poner una especie de capacitor de reinicio en el circuito, pero pareció causar más problemas.
@adam Esto probablemente sea solo una suposición que puede hacer en la teoría, porque facilita la evaluación adicional, pero en el mundo real este estado solo está garantizado por pines de configuración o reinicio como se describe en la tabla de verdad.
No hay tapas de desacoplamiento de la fuente de alimentación en su circuito, ¿las agregó en el dispositivo físico? 100nF, cables cortos a los pines de suministro de energía de cada IC y cada IC tiene su propia tapa.
@jippie ¿Qué hacen las tapas de desacoplamiento? No hemos aprendido acerca de ellos. ¿Es para evitar daños en el chip?
Hay muchas preguntas sobre ese tema en la pila: electronics.stackexchange.com/q/2272/8627 También desea consultar las preguntas ENLAZADAS y RELACIONADAS que figuran en la columna de la derecha de esa página. Básicamente: lo primero que debe verificar cada vez que tenga un problema (intermitente) con un circuito es si todos los chips tienen tapas de desacoplamiento adecuadas.

Respuestas (4)

Su circuito debe iniciarse en un estado conocido, y si el valor predeterminado es que el Q del 4013 sea bajo y el Q0 de ambos 4017 sea alto, entonces, con ese fin, me he tomado la libertad de volver a dibujar su circuito, a continuación, para incluir el Power-On-Reset usando diodos para hacerlo compatible con el resto de su lógica de diodos.

Tenga en cuenta que su R5 no es necesario ya que los diodos están siendo impulsados ​​por un tótem CMOS que nunca flota.

ingrese la descripción de la imagen aquíSolo por diversión, también agregué algunos relojes arbitrarios, para que funcione, y, a continuación, incluí una versión de su circuito, con la misma funcionalidad pero simplificada al eliminar todos los diodos y sus resistencias asociadas y reemplazarlos con CD4071 O puertas Los archivos LTspice necesarios para jugar con los circuitos o ejecutar simulaciones, si lo desea, están aquí

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¡Gracias por su respuesta extremadamente útil! Aprendí mucho leyéndolo y definitivamente implementaré su solución a mi problema.
De nada; ¡mi placer! :-)

Esto normalmente se resuelve mediante un pin dedicado /RESET en el IC que se puede bajar para llevar el IC a un estado predecible y útil.

Esta línea generalmente es impulsada por la fuente de alimentación mientras el voltaje de suministro no sea estable y se puede usar nuevamente si el sistema entra en un estado no válido.

Este estado no necesariamente tiene estados definidos para todos los flip-flops, es suficiente definir un estado inicial mínimo que le permita alcanzar cualquier otro estado; por ejemplo, una CPU comenzaría la ejecución en una dirección específica pero con valores de registro arbitrarios, porque el gestor de arranque simplemente puede sobrescribir los registros una vez que se está ejecutando.

Me temo que tu suposición no es del todo correcta.

Si una hoja de datos no proporciona un estado inicial garantizado, que las hojas del dispositivo HEF40** estándar no proporcionan de forma intencionada, no hay garantía.

Los contadores de décadas, de hecho, insinúan el hecho de que comienzan con el valor que asume si, y solo si, se ha activado el reinicio maestro.

Lo único que puede suponer sobre la lógica es lo que dice en la tabla de verdad, el resto es disparar en la oscuridad a menos que se indique claramente lo contrario en la hoja de datos específica de la lógica.

Debe hacer valer Restablecer al encender. Crea una señal y llámala POR. (reinicio de encendido)

Es habitual generar esto con un menú desplegable R y un menú desplegable C a V+ para cualquier entrada CMOS. Luego use la polaridad de salida correcta para alimentar todas las celdas de memoria (incluido FF) según sea necesario.

CMOS suele ser lógica positiva, por lo que 1 para Restablecer requiere una puerta de reinicio no inversora. La constante de tiempo de RC debe ser más larga que el tiempo de inicio de PS, por ejemplo, 100 ms.

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